СПОСОБ ОБЕССОЛИВАНИЯ ВОДЫ

СПОСОБ ОБЕССОЛИВАНИЯ ВОДЫ


RU (11) 2151743 (13) C1

(51) 7 C02F1/469, B01D61/42 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 26.12.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 98103842/12 
(22) Дата подачи заявки: 1998.03.03 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 1998.03.03 
(45) Опубликовано: 2000.06.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: SU 1507413 A1, 15.09.89. SU 1398884 A1, 30.05.88. RU 2064818 C1, 10.08.96. US 3637480 A1, 25.01.72. US 5145569 A, 08.09.92. DE 3903024 A1, 16.08.90. 
(71) Заявитель(и): Волгоградская государственная архитектурно-строительная академия 
(72) Автор(ы): Фомичев В.Т.; Вурдова Н.Г. 
(73) Патентообладатель(и): Волгоградская государственная архитектурно-строительная академия 
Адрес для переписки: 400074, г.Волгоград, ул. Академическая 1, ВолгГАСА, отдел интеллектуальной собственности 

(54) СПОСОБ ОБЕССОЛИВАНИЯ ВОДЫ 

Изобретение относится к процессу электродиализного обессоливания воды в электродиализаторе с катионо- и анионообменными мембранами. Обессоливание воды осуществляют электродиализом в электродиализаторе с катионо- и анионообменной мембранами. Процесс ведут на импульсном токе с частотой импульса 50 - 103 Гц. Технический результат - снижение затрат электроэнергии на процесс обессоливания воды и повышение производительности процесса очистки. 1 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Заявляемое изобретение относится к процессу электродиализного обессоливания воды в электродиализаторе с катионо- и анионообменной мембранами.

Известен способ обессоливания воды электродиализом в электродиализаторе с ионообменными мембранами (А.с. СССР N 1398884, B 01 D 13/02, 1988).

Недостатком данного способа является высокий расход электроэнергии 0,53-1,9 Втч/г соли при использовании ионообменных мембран.

Наиболее близким по наибольшему количеству общих признаков и достигаемому результату к заявляемому является способ обессоливания воды электродиализом в электродиализаторе с катионо- и анионообменной мембранами (А.с. СССР N 1507413, B 01 D 13/02, 1989 - прототип).

Недостатком известного способа является следующее. Известно, что производительность электродиализатора прямо пропорциональна его токовой нагрузке. Однако увеличение плотности переменного тока возможно до определенного предела, после чего начинают происходить побочные процессы (например, разложение воды с выделением кислорода и водорода), на которые расходуется дополнительная энергия. При этом ограничение плотности тока ограничивает также производительность процесса обессоливания за счет снижения интенсивности потока извлекаемых ионов.

Задачей заявляемого изобретения является снижение затрат электроэнергии на процесс обессоливания воды и повышение производительности процесса очистки.

Поставленная задача решается тем, что в способе обессоливания воды электродиализом в электродиализаторе с катионо- и анионообменной мембранами процесс ведут на импульсном токе с частотой импульсов 50-103 Гц.

Заявителю известно использование импульсного тока (пат. РФ N 2083268, B 01 D 13/02, 1997). В данном способе применение импульсного тока определенных параметров (резонансная частота для извлекаемых ионов, скважность и плотность тока) позволяет регенерировать высококонцентрированные (2 моль/л и более) растворы, содержащие загрязняющие ионы тяжелых металлов. Причем в электродиализаторе используется только одна мембрана - катионообменная, разделяющая установку на две камеры: анодную и катодную, что позволяет селективно извлекать ионы одного знака заряда, оставляя при этом необходимые одноименнозаряженные. В предлагаемом же способе извлекают ионы обоих зарядов: и катионы, и анионы, что позволяет проводить процесс обессоливания воды.

Использование импульсного тока позволяет снизить расход электроэнергии за счет того, что одинаковые значения плотности тока Jср на переменном асимметричном и импульсном токе достигаются в случае

Jср = Jmax/Q,

где Jmax - рабочая плотность тока в импульсе; Q - скважность импульсного тока.

То есть рабочая плотность тока в импульсе имеет более высокие значения по сравнению с переменным асимметричным током, что увеличивает производительность электродиализатора. Кроме того, на снижение расхода электроэнергии влияет наличие токовых пауз при использовании импульсного тока.

Пример. Способ осуществляют следующим образом: в среднюю камеру электродиализной ячейки с катионо- и анионообменной мембранами заливают водный раствор хлорида натрия с концентрацией 0,1 моль/л. В катодную и анодную камеры заливают 0,1 н. раствор HCl. На электроды подают импульсный ток прямоугольной формы с частотой импульсов 50-104 Гц и плотностью тока 5-50 А/м2. При этом катионы Na+ перемещаются через катионообменную мембрану к катоду, а анионы Cl- - через анионообменную мембрану - в сторону анода. Тем самым происходит процесс обессоливания воды. Увеличение плотности тока более 50 А/м2 нецелесообразно в виду увеличения расхода электроэнергии на долю переходных процессов.

Опытные данные по обессоливанию раствора NaCl (0,1 моль/л) на импульсном токе и на переменном асимметричном (по прототипу) приведены в таблице.

Как видно из данных таблицы, при переходе с переменного асимметричного на импульсный ток расход электроэнергии снижается в 1,2-10 раз, а поток ионов через мембраны увеличивается более чем в 10 раз. Значение интенсивности потока ионов по прототипу (0,01 г/лчас) определено как отношение разности между концентрацией NaCl в исходном растворе (200 мг/л) и фильтрате (10 мг/л) ко времени обработки раствора (24 часа)



Таким образом, использование импульсного тока с частотой импульсов 50-103 Гц дает наибольший эффект по снижению расхода электроэнергии и производительности процесса обессоливания.

Источники информации

1. А.с. N 1398884, B 01 D 13/02, 1988.

2. А.с. N 1507413, B 01 D 13/02, 1989.

3. Патент 20832268, B 01 D 13/02 1997. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Способ обессоливания воды электродиализом в электродиализаторе с катионо- и анионообменными мембранами, отличающийся тем, что процесс ведут на импульсном токе с частотой импульсов 50 - 103 Гц.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Воздухо- и водоочистка. Опреснительные установки






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "очистка воды" будет найдено словосочетание "очистка воды". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("очистка" или "воды").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+очистка -воды".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "сток" будут найдены слова "стоков", "стоки" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "сток!".


Устройства и способы водоочистки | Опреснительные установки. Дистилляторы | Устройства и способы воздухоочистки


Рейтинг@Mail.ru